Особливості впливу складу сталей та умов наводнювання на кількість абсорбованого водню та кінетику електрохімічних процесів у водневій гальванопарі. Аналіз співвідношення паралельних реакцій окиснення гідрогену та заліза при корозії наводнених сталей.
При низкой оригинальности работы "Оцінка роботи концентраційних та водневих гальванопар і їх впливу на корозію конструкційних матеріалів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В значній мірі вони повязані з формуванням різного типу гальванічних пар (ГП), що реалізуються внаслідок структурної і деформаційної гетерогенності металу, а також різного, на його окремих ділянках, складу технологічних чи зовнішніх (атмосферна волога, ґрунтова чи морська вода) корозійних середовищ. Згідно сучасних уявлень механіки корозійного руйнування первинні стадії руйнування більшості конструкційних металів і сплавів також протікають за механізмом локального анодного розчинення металу (В.В. Важлива роль у цьому процесі належить електрохімічній гетерогенності, яка окрім мікроструктурного та деформаційного походження, зумовлена також концентруванням у застійних зонах (під захисними покривами, в щілинах, конструктивних вирізах, технологічних дефектах, корозійних виразках і пітах) активаторів корозійно-механічного руйнування - окремих компонентів середовища. Таким чином, зумовлені різними причинами ГП можуть інтенсифікувати корозійне та корозійно-механічне руйнування конструкційних матеріалів, тому їх аналіз та оцінка впливу на електрохімічні процеси та руйнування є актуальним завданням хімічного опору матеріалів. Мета роботи полягала у дослідженні електрохімічних характеристик модельних ГП, викликаних градієнтом концентрацій корозійно-активних компонентів середовищ, наявністю сульфат-відновних бактерій та попереднім наводнюванням, вивченні впливу цих ГП на корозійне та корозійно-механічне руйнування конструкційних матеріалів, а також у розробленні практичних рекомендацій щодо підвищення їх корозійної та корозійно-механічної тривкості.У вступі розкрито сутність, актуальність і стан наукової проблеми вивчення ГП різного походження з метою встановлення їх ролі у процесах корозії та корозійно-механічного руйнування.Концентрацію іонів Fe 2 у розчині міняли різною тривалістю розчинення сталі за постійної анодної поляризації. Досліджували наступні типи ГП: концентраційні за іонами водню та заліза в середовищі, біокорозійні та водневі, спричинені попереднім наводнюванням металу. Концентрацію іонів заліза Fe 2 в розчині залежно від тривалості розчинення сталей за постійних потенціалу та струму анодної поляризації визначали фотометричним методом. Оскільки зміна Ered/ox розчину не повязана безпосередньо з концентрацією іонів Fe 2, можна припустити, що вона зумовлена акумулюванням у розчині в процесі розчинення сталі іншого активного компоненту. Отже, можна припустити, що за анодної поляризації сталі спочатку (в діапазоні низьких концентрацій іонів Fe 2) в розчині накопичуються проміжні продукти розчинення заліза, іони Fe , що і спричиняє швидке знешляхетнення Ered/ox.У дисертації виявлено особливості функціонування різного типу гальванопар, вивчено їх негативний вплив на корозію конструкційних сталей та запропоновано шляхи підвищення корозійної та корозійно-механічної тривкості матеріалів. Для концентраційної за іонами водню ГП у розчинах хлоридів з одним стальним електродом у нейтральному розчині, а іншим у діапазоні PH 0-12: а) ГП реалізується у випадках, коли PH розчину менше 4 або більше 11, а анодний процес в обох випадках локалізується на електроді, що міститься в розчині з меншим РН. б) У кислих розчинах ГП характеризується високим струмом, а у лужних - малим. Струм таких ГП не корелює з їх електрорушійною силою і контролюється катодним процесом. Це спричиняє роботу концентраційної за іонами заліза ГП, струм якої зростає лінійно зі збільшенням електрорушійної сили і контролюється анодним процесом. Для міднонікелевих сплавів у розчинах хлоридів ГП реалізується тільки за умови інтенсивного перемішування середовища в анодній комірці.
План
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
Вывод
У дисертації виявлено особливості функціонування різного типу гальванопар, вивчено їх негативний вплив на корозію конструкційних сталей та запропоновано шляхи підвищення корозійної та корозійно-механічної тривкості матеріалів. Дослідженнями встановлено: 1. Для концентраційної за іонами водню ГП у розчинах хлоридів з одним стальним електродом у нейтральному розчині, а іншим у діапазоні PH 0-12: а) ГП реалізується у випадках, коли PH розчину менше 4 або більше 11, а анодний процес в обох випадках локалізується на електроді, що міститься в розчині з меншим РН. б) У кислих розчинах ГП характеризується високим струмом, а у лужних - малим. Струм таких ГП не корелює з їх електрорушійною силою і контролюється катодним процесом.
2. Збільшення у розчині хлоридів концентрації іонів заліза за інтенсивної анодної поляризації низьколегованих сталей знешляхетнює окиснювально-відновлювальний потенціал розчину і, відповідно, стаціонарний потенціал сталей. Це спричиняє роботу концентраційної за іонами заліза ГП, струм якої зростає лінійно зі збільшенням електрорушійної сили і контролюється анодним процесом.
3. Для міднонікелевих сплавів у розчинах хлоридів ГП реалізується тільки за умови інтенсивного перемішування середовища в анодній комірці. ЇЇ функціонування зумовлене не взаємною поляризацією електродів, а активацією електродних реакцій внаслідок механічного руйнування поверхневих фазових плівок. Корозійний ефект ГП різко збільшується з підвищенням концентрації NACL до 2 г/л та температури середовища до 70 ОС. Сплав МН-70-30 характеризується вищим опором корозії у ГП, не створює контактної ГП із сплавом МНЖ-5-1 і його рекомендовано використовувати для вставок вхідних ділянок конденсаторних трубок з метою підвищення їх надійності та довговічності.
4. Для водневої ГП: а) Поляризованість у ГП зменшується, а струм розчинення наводнених сталей збільшується зі збільшенням вмісту в них вуглецю, що повязано з ростом розчинності водню в сталі із збільшенням частки перліту. Хром до 1 % посилює інтенсивність функціонування ГП. б) Струм у ГП не корелює із її ЕРС та електродним потенціалом наводненої сталі. Він пропорційний концентрації абсорбованого сталлю водню, однак визначається не загальною його кількістю, а концентрацією в приповерхневому шарі металу. Відповідно, він корелює із струмом наводнювання і слабо залежить від часу наводнювання. в) На основі поляризаційних характеристик і корозійних втрат маси наводненої вуглецевої сталі у 3%-му розчині NACL встановлено, що струм ГП безпосередньо після наводнювання визначається, в основному, потоком дифузійно рухливого водню, тоді як частка реакції окиснення заліза складає біля чверті від загального її струму. Швидкість корозії наводненої сталі за таких умов в 20...30 разів більша від ненаводненої. З часом сумарний струм у ГП та її корозійний ефект зменшуються. г) Електрохімічні характеристики і корозійний ефект ГП залежать також від кислотності середовища і максимальні для діапазону PH 5…10, що повязано з впливом водню на електродний потенціал сталі та захисні властивості поверхневих плівок. д) Абсорбований нержавіючою сталлю водень інтенсифікує її загальну корозію у ГП, а також викликає схильність до пітингової корозії.
5. Для біокорозійної ГП: а) Струм ГП зростає з підвищенням активності біологічного чинника і пропорційний його окрихчуючому впливу при випробах сталей на корозійне розтріскування, що відбиває наводнювальну здатність біоактивного середовища. б) Зниження вмісту сірки в низьколегованих сталях до 0,003-0,005% зменшує більше ніж на два порядки корозійну агресивність ГП та суттєво підвищує опір корозійному розтріскуванню.
Список литературы
Моделирование роботы коррозионного короткозамкнутого гальванического элемента. / Захарчук В.Г., Тищенко В.Н.; Одес. гос. академия пищ. технологий. - Одесса, 1995. - 8 с. - Укр. - Деп. в ГНТБ Украины 01.12.95 № 2550 - Ук 95.
Петров Л.М., Захарчук В.Г., Калінков О.Ю., Тищенко В.М. Теоретичні аспекти корозійно-механічного руйнування конструкційних матеріалів // Створення та розробка нового високоефективного обладнання процесів і апаратів, теорії, методів їх розрахунку та проектування; автоматизація виробничих процесів харчових та зернопереробних виробництв. - Одеса: Наукові праці Одахт. - 1996. - с. 252-258.
Характеристика процессов в вершине коррозионно-механической трещины / Захарчук В.Г., Тищенко В.М.; Одес. гос. академия пищ. технологий. - Одесса, 1996. - 4 с. - Укр. - Деп. в ГНТБ Украины 01.02.96 № 416 - Ук 96.
Петров Л.Н., Захарчук В.Г. Об основных подходах к электрохимическим процессам в коррозионно-механических трещинах // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 1996. - №4. - С. 59-62.
Петров Л.Н., Захарчук В.Г., Калінков О.Ю., Тищенко В.М. Елемент диференціальної наводненості як провідний чинник розвитку тріщин корозії під напруженням // Створення та розробка нового високоефективного обладнання процесів і апаратів, теорії, методів їх розрахунку та проектування; автоматизація виробничих процесів харчових та зернопереробних виробництв. - Одеса: Наукові праці Одахт. - 1997. - С. 233-238.
Калинков А.Ю, Малахов А.Ю., Петров Л.Н., Тищенко В.Н., Захарчук В.Г., Сулэк К., Щегельняк Б. О причинах коррозионного разрушения конденсаторных трубок из сплава МНЖ энергоблоков АЭС // Фізико-хімічна механіка матеріалів.-1998. -№ 6. - С. 109-111.
Петров Л.Н., Захарчук В.Г., Калинков А.Ю., Сулэк К., Щегельняк Б. Короткозамкнутые гальванические элементы, возможные в коррозионно-механических трещинах // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 1999. - № 1. - С. 33-36.
Петров Л.Н., Захарчук В.Г., Сулэк К., Щегельняк Б. О концентрационных гальванических элементах в коррозионно-механической трещине // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 1999. - № 2. - С. 76-79.
Захарчук В.Г., Никифорчин Г.М., Цирульник О.Т. Корозійно-механічне руйнування низьколегованих сталей з різним вмістом сірки в морській воді / Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій - Львів: Фізико - механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, 2004. - С. 777-780.
